Progetto Mathematical modelling of fire propagation in forests


DESCRIZIONE

Il Green Deal europeo riconosce l’impatto ambientale negativo degli incendi e chiede di “ridurne l’incidenza e l’estensione”. Si tratta di una sfida particolarmente difficile, perché i cambiamenti climatici stanno aumentando il numero e l’intensità degli incendi boschivi, estendendo la loro portata dalle aree tradizionalmente colpite dell’Europa meridionale e occidentale all’Europa centrale, orientale e settentrionale.

Per affrontare efficacemente il crescente numero di incendi estremi, le soluzioni devono integrare dati in tempo reale provenienti da un’ampia varietà di fonti, compresi i satelliti, per consentire una valutazione rapida e accurata dell’evoluzione degli incendi in tutta la loro estensione e complessità geografica. Le soluzioni devono inoltre inserirsi nella strategia di gestione integrata degli incendi, che prevede la partecipazione di tutte le parti interessate. Nell’ambito di questa strategia, la soluzione deve affrontare le tre fasi della gestione degli incendi:

  • Fase A-Prevenzione e preparazione;
  • Fase B-Rilevamento e risposta;
  • Fase C-Ripristino e adattamento.

In particolare, un primo approccio per migliorare la strategia relativa allo scopo di questo progetto si baserà su:

  • Definire un sistema che basi le sue previsioni, con strumenti di monitoraggio efficaci e statistiche nazionali, non solo con i dati sulle aree percorse dal fuoco forniti dall’EFFIS;
  • Identificare istituzioni che forniscano tempestivamente il numero di interventi dei vigili del fuoco, il numero di incendi che non sono stati sottoposti a interventi dei vigili del fuoco e il numero esatto di comuni in cui gli standard stabiliti dalla Legge 353/2000 non sono rispettati.

Sulla base di quanto sopra, utilizzando un set di dati completo contenente dati finora non utilizzati da altri modelli di previsione, il presente progetto si propone di fornire modelli matematici robusti e accurati di propagazione degli incendi, suscettibili di soluzioni numeriche efficienti, da validare con dati accurati in tempo reale e storici. Questi modelli potranno essere utilizzati come componente principale di un sistema di gestione degli incendi, contribuendo non solo alle tre fasi sopra menzionate ma anche valorizzando le peculiarità sopra evidenziate.

IMPATTO

Dal punto di vista dell’eccellenza della ricerca, il progetto promuoverà e diffonderà metodi di ricerca orientati a un dominio applicativo reale, specifico e importante. I risultati del progetto, in termini di pubblicazioni su riviste peer-reviewed, definiranno inoltre un nuovo stato dell’arte in diverse aree di ricerca. Infatti, i risultati scientifici saranno pubblicati su riviste internazionali di alto livello e presentati alle principali conferenze internazionali nei settori specifici coinvolti nel progetto.

L’intero approccio scientifico sarà caratterizzato da una forte interazione tra modellazione, aspetti teorici, aspetti numerici e computazionali e integrazione di dati reali. I modelli e i metodi numerici che saranno sviluppati nella nostra attività avranno un impatto su scala più ampia e saranno di interesse per un’ampia classe di scienziati: matematici, statistici, biologi, ecologisti, fisici, informatici, ingegneri.

Inoltre, i risultati che si otterranno dall’applicazione di questi modelli e metodi e dalla loro integrazione con i dati empirici forniranno chiarezza sul ruolo che diversi aspetti comportamentali, economici e sociali giocano nella diffusione degli incendi.

I codici di simulazione sviluppati nell’ambito del progetto saranno open-source e a disposizione delle autorità competenti. Ci aspettiamo di fornire pacchetti di facile utilizzo per l’analisi delle dinamiche di modelli complessi, al fine di consentire ai non specialisti di migliorare la loro comprensione generale delle dinamiche socio-ambientali, di trovare nuove direzioni di modellazione, di prevedere possibili scenari sulla base dei dati disponibili.

La diffusione dei risultati e l’apertura di nuove linee di ricerca, che ci aspettiamo continuino anche oltre l’orizzonte temporale del progetto stesso, costituiranno contributi fondamentali di questo progetto.

TEAM

Il progetto riunisce un team composto da specialisti con competenze in diversi campi della fisica matematica e dell’analisi numerica. I diversi compiti del progetto sono dedicati a problemi provenienti da tutti questi campi, ma che richiedono strumenti analitici e metodologie simili. Pertanto, il presente progetto contribuirà a stabilire nuove connessioni tra questi campi e a stimolare nuovi collegamenti, discussioni e collaborazioni. Le numerose collaborazioni dei membri del team e la rilevanza dei temi di ricerca porranno il progetto al centro della ricerca europea e internazionale.

obbiettivi

L’obiettivo a lungo termine è contribuire alla progettazione di piani futuri basati su dati reali e modelli matematici predittivi, metodi e strumenti per simulare diversi scenari e proporre strategie di intervento mirate.

I metodi e i modelli matematici che verranno sviluppati hanno il potenziale per essere ingegnerizzati come strumenti decisionali affidabili che possono essere impiegati nelle agenzie governative e nelle organizzazioni del terzo settore. Ciò consentirà di progettare piani di gestione degli incendi ottimizzati, in modo da massimizzare l’efficacia delle misure di intervento e minimizzare le possibili conseguenze sociali ed economiche negative, sia dell’incendio stesso che delle misure di contenimento.

In questo senso, il progetto promette di avere un impatto socio-economico tangibile nel lungo periodo.

Gli obiettivi generali saranno quindi principalmente i seguenti:

  • Fornire risposte efficaci a una serie di problemi aperti in quest’area di ricerca che sono di interesse attuale sia dal punto di vista metodologico che da quello applicativo;
  • Diffondere i risultati attraverso l’organizzazione di eventi scientifici;
  • Partecipare al dibattito e alla competizione scientifica internazionale attraverso la partecipazione a conferenze internazionali;
  • Incrementare le collaborazioni internazionali già esistenti, stabilirne di nuove e contribuire allo scambio di informazioni e competenze, aumentando così l’effettiva collaborazione all’interno del gruppo stesso;
  • Fornire ai partecipanti a questo progetto l’opportunità di svolgere le loro ricerche nell’attuale contesto di carenza di fondi per la ricerca e acquisire le risorse necessarie a coprire le loro esigenze accademiche di base.